Chap3/part2

Parity,宇称长期以来 , 人们把左右对称看成一条天经地义的原理 , 被人们奉为金科玉律 .1956 年 Lee-Yang 宇称不守恒的发现震撼人心 ;57 年吴健雄实验证实 ;57 年获奖空间反演轨道宇称

内禀宇称 : 粒子内部波函数也有一定的宇称 , 只能实验确定 ( 与粒子内部运动有关 ).

ttxx

,

),()1(),(),( LML

LMLM YYPY

几点性质只有纯中性粒子才有绝对的内禀宇称

一般约定同一同位旋多重态不同电荷态宇称相同 相乘性量子数P 宇称在强作用与电磁作用过程守恒

1)(',1)(' 0 PP

1)(')(' ePNP

Tau-Theta Puzzle

实验上

但其质量，寿命完全相同！同一粒子？分析全部实验，大胆提出弱作用过程宇称不守恒 建议用钴 60 beta decay 检验

1',,

1',00

0

P

P

)1'(,,

)1'(,00

0

P

P

实验（低温，极化）

NiCo

eeNiCo 6060

Parity,宇称长期以来 , 人们把左右对称看成一条天经地义的原理 , 被人们奉为金科玉律 . 。一位非常著名的大科学家鲍利就曾说过：“我不相信上帝是一个惯用左手的左撇子，我准备下极大的赌注，来赌实验将显示出对称的结果。实验结果：两探测器读数相差很大 ; 57 年颁奖！

Tau-theta 实为 K+ 介子中微子无确定宇称（左旋）。所有含中微子过程都破坏宇称。

CP 变换

CPT 定理：量子场论（定域，相对论协变，自旋统计）运动规律在 CPT 变换下不变推论：粒子 - 反粒子之质量，寿命， g因子，衰变率均相等。P 不守恒 , 那么 C,CP (T) 呢？

CP-2

弱作用过程 CP 是相当好的近似（ P,C 破坏）普适弱作用理论（ 34 年 Fermi V-A theory ， 57 年Marshak,Sudarshan,Gell-mann,Feynman ，后面讲 )中微子变换

CP 变换联系的过程

衰变率相等（实验验证 1957 ）。

)()( RL CP

CP Violation

)(2

1

)(2

1

0

0

SL

SL

KKK

KKK

LS KK ,

ss 810 102.5,1089.0

2弱衰变态才是 CP 本征态

Pseudoscalar

故

若 CP 守恒，

0000

0000

,

,

LLSS KCKKCK

KKCKCK

0000

0000

,

,

LLSS KPKKPK

KKPKPK

0000 , LLSS KCPKKCPK

forbiddenLK

实验结果

破坏之根源：几十种 CPV 理论 （ Wolfenstein 超弱作用？弱 8 个数量级）

Strong CPV

Weak CPV: 几代的问题，代的混合

300

00

00

3

10)019.0245.2()(

)(

10)018.0266.2()(

)(

S

L

S

L

KAmp

KAmp

KAmp

KAmp

82

2

10,~

32

ii FF

gL

其他（ beyond SDM)

Direct CPV: B 工厂 , SLAC and KEK ，中微子振荡（太阳中微子失踪案 ), H2B projectT-invariance: the electric dipole moment of the neutron

反物质的制备

ecmdn )106( 25

Identical Particles

场论给出： +1 ，整数自旋，玻色子 -1 ，半整数自旋，费米子

两个全同粒子组成的系统： L+S = 偶数推广到同位旋： L+S+I+2i = 偶数 ,i 为一个粒子同位旋例：氘核 . （ expt. S=1,L=0,2)

I 必须为偶数，另一方面只能是 0 或 1 ，所以 I 是0 。没有 pp, nn 态！

1,12 ijij PP

SL

正反粒子系统正反费米子系统（ q-qbar 介子 )

总自旋 0 或 1

1)(',)('

,,1,

LSL PC

SLSLSLJ

'',1;'',0 CGICGI

允许态

L S=0 S=1

0

1

2

0

01

PCGJI

11

2,1,0

允许态

正反玻色子系统

0

0 1

PCGJI

1

1

2,1,0

L S=0 S=0 S=1 S=2

0

1

0

1 3,2,1

2

Exotic States

正反费米子系统不可能态

正反玻色子系统不可能态（正反夸克对）

胶球 / 色禁闭：只有色单态系统

两个胶子

三个胶子的胶球可取更多可能量子数

,2,1,0,0

3,2,1

,2,2,0,0

粒子物理之守恒定律

1 。能动量，角动量，重子数，轻子数，全同粒子交换严格守恒2 。强作用过程中全部守恒（标准模型）3 。 I, I_3,S,C,B,C,P,G,(CP) 弱作用过程不守恒4 。 I, G 电磁作用过程不守恒

“ 为什么对称是重要的 ?“21 世纪科技所面临的四大问题 ---T.D.Lee1. 为什么一些物理现象在理论上对称但实验结果不对称，2. 为什么一半的基本粒子不能单独存在而且看不见，3. 为什么全宇宙 90% 以上的物质是暗物质，4. 为什么每个类星体的能量竟然是太阳能量的 10 的 15 次方。